Dans le bilan énergétique de l'Univers, l'énergie noire est la composante la plus importante mais est aussi la plus mystérieuse. Nous ne comprenons ni sa valeur ni le fait que nous nous trouvions au moment où celle-ci est en passe de dominer la dynamique de l'Univers (coïncidence).
Une des façons de répondre à ces incompréhensions est de supposer que la constante cosmologique, introduite dans les équations d'Einstein, est dynamique. Cela permet d'éviter les problèmes de normalisation et de dépendance sur de quelconques conditions initiales.
L'article que vous trouverez ici s'intéresse à l'unification de la matière noire et de l'énergie sombre sous un même formalisme. Celui-ci fait l'hypothèse que la constante cosmologique dépend d'un champ scalaire ne découlant pas d'un Lagrangien (ce qui différencie cette étude, entre autre, des théories de quintessence).
Le raisonnement est le suivant. Afin d'avoir une constante cosmologique dynamique (ce que les équations d'Einstein, combinées avec l'identité de Bianchi et la conservation de l'énergie-impulsion, interdisent), un terme, qualifié de dynamique, est ajouté dans les équations d'Einstein :
L'équation du mouvement du champ scalaire phi ne peut venir d'un Lagrangien. C'est le point central du formalisme développé ici.
En découlent les équations de Friedmann correspondantes ; puis les densités et pressions des différentes composantes de l'Univers, notamment celles du champ scalaire introduit. Il est remarquable que ce dernier puisse jouer le rôle des énergie noire et sombre : c'est ce qu'indique son comportement en fonction du facteur d'échelle. En effet, l'équation d'état du champ scalaire, w, est comprise entre a-3 et a0 (contrairement au cas de la quintessence où w peut évoluer entre a-6 et a0).
Enfin, sous l'hypothèse d'un mouvement dans un potentiel exponentiel, les auteurs étudient l'évolution du champ scalaire et la confronte avec les observations disponibles, notamment la formation des structures.
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